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第1章 绪论1

1.1酶化学的基本概念1

1.2酶化学发展的回顾1

1.3酶化学的研究范围2

1.3.1酶的催化剂制备化学2

1.3.2酶催化反应化学2

1.3.3酶的结构化学3

1.4酶的分类、来源和应用3

1.5酶的化学模拟4

1.621世纪的酶化学4

参考文献5

第2章 甲烷与分子氧活化的生物催化基础6

2.1概述6

2.2甲烷氧化菌的微生物学特征7

2.3甲烷单加氧酶的分子生物学12

2.3.1甲烷单加氧酶的分子测序13

2.3.2甲烷单加氧酶的Cu离子调节表达14

2.3.3甲烷单加氧酶的克隆与表达15

2.3.4甲烷氧化菌的生物芯片研究16

2.3.5甲烷单加氧酶中组分D-orfY的发现与功能17

2.3.6甲烷单加氧酶的定点突变实验17

2.3.7颗粒性甲烷单加氧酶的分子生物学研究18

参考文献18

第3章 甲烷单加氧酶的结构与反应化学23

3.1概述23

3.2甲烷单加氧酶的结构化学24

3.2.1甲烷单加氧酶的总体构型24

3.2.2羟基化酶的晶体结构25

3.2.3MMOH双铁核中心构型27

3.2.4甲烷单加氧酶的谱学表征29

3.2.5调节蛋白MMOB的结构34

3.2.6还原酶MMOR的结构36

3.3甲烷单加氧酶的催化反应化学37

3.3.1甲烷直接催化氧化制甲醇38

3.3.2甲烷和分子氧的活化机理38

3.3.3烯烃的环氧化反应40

3.3.4氯代烃类的降解40

参考文献41

第4章 细胞色素P450的结构与功能47

4.1生命体内的氧活化47

4.2加氧酶的发现与分类48

4.3细胞色素P450单加氧酶50

4.3.1细胞色素P450的结构51

4.3.2细胞色素P450酶催化氧化反应机理54

4.3.3细胞色素P450催化反应类型55

4.4其它血红素酶60

4.4.1Baeyer-Villiger单加氧酶60

4.4.2过氧化物酶61

4.4.3氧化氮合酶62

4.5非血红素加氧酶与非含铁金属酶62

参考文献63

第5章 单加氧酶催化功能的化学模拟66

5.1模拟酶催化剂及催化反应分类67

5.2典型模拟酶金属配合物的结构69

5.2.1类卟啉金属配合物69

5.2.2非类卟啉金属配合物72

5.2.3高分子金属配合物72

5.3催化烯烃氧化77

5.3.1烯烃环氧化78

5.3.2烯烃双键氧化制醇、酮、醛84

5.3.3烯丙基氧化反应89

5.3.4C＝C双键断裂反应91

5.4催化烷烃氧化92

5.4.1烷烃氧合作用92

5.4.2烷烃氧化脱氢制烯烃96

5.5催化芳烃氧化反应97

5.5.1芳环CH键氧化97

5.5.2苄基氧化反应99

5.6醇氧化101

5.6.1均相催化氧化102

5.6.2异相催化氧化104

5.7Baeyer-Villiger氧化105

5.8硫醚氧化107

5.9结语108

参考文献109

第6章 人工光合作用112

6.1概述112

6.1.1光合作用的基本原理112

6.1.2人工光合作用的意义113

6.2太阳能分解水制氢113

6.2.1太阳能分解水的途径113

6.2.2太阳能光解水的难点117

6.2.3太阳能光解水制氢研究的发展方向120

6.3染料敏化太阳能电池122

6.3.1研究背景122

6.3.2循环光解水同时放氢放氧的“疑惑”124

6.3.3牺牲体系光解水分别放氢放氧126

6.3.4染料敏化太阳能电池127

6.3.5光催化的“圣杯”—可见光分解水128

参考文献130

第7章 脂肪酶催化手性药物合成与动力学拆分132

7.1概述132

7.2脂肪酶的结构和作用机理133

7.2.1脂肪酶和酯酶的催化活性位点133

7.2.2脂肪酶的界面活化133

7.2.3脂肪酶的催化作用机理135

7.2.4脂肪酶的选择性及其分子基础135

7.2.5底物结构对脂肪酶催化反应速率的影响137

7.2.6Candidarugosa脂肪酶的同工酶138

7.3脂肪酶催化反应的水-有机溶剂两相体系138

7.3.1两相反应体系的结构与性质138

7.3.2水的影响139

7.3.3有机溶剂的影响141

7.3.4载体的影响141

7.4脂肪酶催化的动力学拆分反应142

7.4.1酶促拆分反应的动力学142

7.4.2脂肪酶催化的2-芳基丙酸类药物拆分反应145

7.4.3动态动力学拆分149

7.5结语150

参考文献151

第8章 酶的固定化及其应用156

8.1概述156

8.2酶的固定化方法157

8.2.1表面担载法157

8.2.2交联法158

8.2.3包埋法158

8.3固定化酶的性质160

8.3.1固定化酶的催化活性160

8.3.2固定化酶的稳定性162

8.3.3最佳反应条件的变化163

8.3.4米氏动力学常数的变化163

8.3.5酶的可储存性164

8.3.6蛋白质工程与基因重组165

8.4固定化酶的评价指标166

8.5固定化酶的应用166

8.5.1食品工业167

8.5.2医学和临床分析167

8.5.3环境保护168

8.5.4生物传感器168

8.5.5有机合成169

8.6结语169

参考文献170

第9章 酶催化反应介质化学172

9.1概述172

9.2微水有机相酶催化体系172

9.2.1固定化酶微水有机溶剂体系173

9.2.2微水有机溶剂乳化体系173

9.2.3微胶束与微乳液体系174

9.3离子液中的酶催化反应175

9.3.1酯交换反应175

9.3.2酯合成反应176

9.3.3酰化反应177

9.3.4氧化还原反应178

9.3.5酶催化聚合反应179

9.3.6水解反应180

9.4离子液作为酶的固定化载体181

9.5结语181

参考文献182